酵母核基雜化型微球的制備及其處理染料廢水的性能研究.pdf

1、染料由于其化學結(jié)構(gòu)復雜﹑穩(wěn)定性高﹑大多數(shù)色澤艷麗﹑有毒性﹑自然凈化能力弱,一旦進入水體很難從水中去除,造成全球性的危害而備受關(guān)注。目前染料廢水的處理方式主要以催化和吸附為主,但是單一的方式無法達到低成本,高效率同時無二次污染等。因此,本文致力于針對染料廢水處理開發(fā)一類經(jīng)濟﹑高效﹑環(huán)境友好型新材料,并運用多種測試方法和表征手段對其物理化學性能等進行探討和研究。
　　(1)以酵母為核,通過調(diào)節(jié)水相懸浮液的pH,使得其和P25-TiO2

2、客體粒子表面帶相反電荷,制備草莓結(jié)構(gòu)的TiO2@酵母菌復合光催化劑。物化結(jié)構(gòu)測試表明產(chǎn)品具有橢球形態(tài),長度為3.6±0.50μm,寬度為2.4±0.45μm,分散性好;TiO2客體粒子為銳鈦礦和金紅石晶型;對紫外光具有光響應(yīng);TiO2@酵母草莓結(jié)構(gòu)的形成與酵母細胞表面和TiO2粒子的表面化學官能團有關(guān),其形成機理可概括為靜電自組裝過程。沉降性能測試表明該復合物具有好的懸浮性能,有利于催化劑的分離回收。在光催化降解剛果紅染料水溶液中,Ti

3、O2@酵母光催化劑表現(xiàn)出了較高的光催化活性。
　　(2)對草莓型TiO2@酵母的原位再生性能及其對陽離子染料亞甲基藍(MB)的吸附性能進行研究,分別考察了溶液pH,接觸時間,染料濃度以及溫度等因素對于吸附效果的影響。分別使用Langmuir,Freundlich和 Dubinin–Radushkevich對吸附結(jié)果進行擬合,表明TiO2@酵母對于亞甲基藍染料的吸附較好的符合Langmuir模型,吸附動力學研究表明二級反應(yīng)動力學可更

4、好地描述整個吸附過程且粒子間擴散是主要的限速步驟。另外,熱力學研究表明:TiO2@酵母對于亞甲基藍的吸附屬于自發(fā),熵增的吸熱過程。通過比較負載染料的酵母以及負載染料的草莓型TiO2@酵母在紫外光照射下的再生性能表明:草莓型TiO2@酵母表現(xiàn)出很好的原位再生性,比較好的避免了二次污染。
　　(3)以酵母為核,通過浸漬-吸附的方法成功制備HPW(H3PW12O40, HPW)@酵母雜化微球。各種表征分析方法表明:HPW已經(jīng)成功浸漬在酵

5、母表面且復合物保持了酵母原有的型貌特征,長4.5±0.2μm,寬3.0±0.3μm,單分散性好;HPW@酵母雜化微球主要的晶體結(jié)構(gòu)屬于Keggin型;酵母表面的HPW比單一的HPW表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性;酵母表面的化學鍵在復合物形成過程起主要作用;所制備材料應(yīng)用于處理陽離子染料亞甲基藍和陰離子染料剛果紅,表現(xiàn)出好的脫色性能,并且四次脫色循環(huán)實驗表現(xiàn)出脫色性能的穩(wěn)定性。另外,沉降性能測定實驗表明具有好的懸浮特性。
　　(4)以酵母為核

6、,成功制備BiVO4@酵母復合微球。結(jié)果表明:BiVO4@酵母復合微球保持了酵母原有的形貌特征,粒徑在3-5μm之間,分散性良好,其吸收帶邊界約為525 nm,帶隙能量Eg約2.3 eV,對可見光有一定的光響應(yīng)。以堿基嫩黃染料模擬染料廢水驗證了其在可見光條件下的脫色效率。另外,沉降性能實驗表明,BiVO4@酵母復合微球表現(xiàn)出較好的懸浮特性有利于更充分的接觸染料以及自然光,達到更好的脫色效果。
　　本文制備的三種新型復合微球在材料設(shè)